JPWO2013065143A1 - 液晶アレイ検査装置および液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法 - Google Patents

Abstract

移動ステージの移動分解能に基づいて発生する撮像範囲の累積誤差を解消し、液晶アレイ検査における欠陥検出の位置精度を向上させる。
液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線等の荷電粒子を照射して得られる二次電子等の信号に基づいて液晶基板を撮像し、前記撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置において、液晶基板を移動させる移動部の移動変動を検出し、この移動変動に基づいて移動部の移動速度と、各撮像を行う際の移動間隔とを補正すると共に、移動間隔の補正に伴う移動分解能に基づいて発生する誤差分が累積して生じる累積誤差を補正する。累積誤差の補正は、複数回行う撮像において、所定の撮像回数毎に移動部の移動分解能だけ移動間隔を補正することで行う。

Description

本発明は、液晶基板上を撮像して得られる撮像画像を用いて液晶アレイを検査する液晶アレイ検査装置に関し、特に、撮像画像の取得に関する。

液晶アレイ検査装置において、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査して得られる走査画像を用いることができる。

例えば、ＴＦＴディスプレイ装置に用いるＴＦＴアレイ基板の製造工程では、製造されたＴＦＴアレイ基板が正しく駆動するか否かの検査が行われる。このＴＦＴアレイ基板検査では、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いてＴＦＴアレイ基板を走査し、走査によって取得した撮像画像に基づいて検査を行っている。（特許文献１，２）

アレイ検査装置の例として、例えば検査対象の液晶基板のアレイに検査信号を印加し、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査し、ビーム走査で得られる撮像画像に基づいて基板検査を行うアレイ検査装置が知られている。アレイ検査では、電子線の照射によって放出される二次電子をフォトマルチプライヤなどによってアナログ信号に変換して検出し、この検出信号の信号強度に基づいてアレイ欠陥を判定している。

アレイ検査は、走査で得られた撮像画像上のピクセル位置を検出し、検出したピクセル位置における撮像画像の信号強度に基づいて行う。ピクセル位置の検出は、撮像画像を画像処理してピクセル座標を検出し、検出したピクセル座標を液晶基板に設定されたピクセル配置に合わせて配列することで行う。

撮像画像上でピクセル位置を検出する際、液晶基板を載置するステージの移動誤差等によって撮像画像上のピクセル位置に位置ずれが生じる場合がある。このように位置ずれした撮像画像に基づいてピクセル位置を検出すると、基板に対して設定したピクセル位置と検出したピクセル位置との間にずれが生じ、設定したピクセル位置に対して異なるピクセルが対応付けられるという不都合が生じる場合がある。検出したピクセル位置の位置ずれは欠陥検出の精度を低下させる要因となり、欠陥ピクセルが正常と判定されたり、あるいは正常ピクセルが欠陥と判定されるといった誤判定が発生することになる。

そのため、このような不都合を解消して欠陥の検出精度を高めるためには、撮像画像について高い位置精度が求められる。

特開２００４−２７１５１６号公報 特開２００４−３０９４８８号公報

液晶基板の撮像画像は、液晶基板を載置した移動ステージを移動させながら、液晶基板上を荷電粒子で走査することで行われる。荷電粒子を基板上で走査することによって液晶基板の撮像画像を取得する場合には、一回の走査による撮像動作で取得される撮像範囲は限られている。

そのため、液晶基板の全体について撮像画像を取得するには、撮像動作を繰り返すことによって各撮像範囲の撮像画像を取得し、これらの複数の撮像画像をつなぎ合わせる必要がある。

このように複数の撮像画像をつなぎ合わせることによって液晶基板の全体について撮像画像を取得するには、各撮像画像に位置ずれがないことが求められる。

しかしながら、一般にステージ動作等の機械動作は誤差を含むため、この誤差によって撮像画像に位置ずれが生じる。機械動作による位置ずれの要因として移動ステージを駆動するボールねじ等の駆動機構の膨張がある。このような撮像画像の位置ずれの発生を抑制するために、撮像動作の位置ずれを補正する必要がある。

この撮像動作の位置ずれを補正するために、移動ステージ上の予め定めた位置にマークを設けておき、移動ステージの動作中にこのマークを検査装置側に固定したカメラ等の撮影手段で認識し、撮影画像上で検出されるマーク位置をマークの基準位置と比較することによって位置ずれを検出し、検出した位置ずれに基づいて撮像動作を補正することが考えられる。

この撮像動作の補正として、マークの認識から求めた位置ずれに基づいて、移動ステージの実移動距離を算出し、算出した実移動間隔を用いて、移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正することが考えられる。

図１１、１２は、移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正による位置ずれ補正を説明するための図である。

図１１は移動ステージが位置ずれしていない場合の例を示し、図１２は移動ステージが位置ずれした場合の例を示している。

図１１において、移動ステージが位置ずれしていない場合には、マークの設定位置（図１１（ａ））と、固定カメラで撮影して検出されたマークの位置（図１１（ｂ））との間には位置ずれは生じない。この場合には、各撮像動作を行うステージ位置の移動間隔は一定のＬoである（図１１（ｃ））。撮像動作は、この一定の移動間隔Ｌoに基づいて撮像トリガを発生し（図１１（ｄ））、各撮像トリガに基づいて撮像を行う。なお、撮像トリガは、移動ステージの移動量をモニタし、この移動量が移動間隔Ｌoとなった時点で発生させることができる。各撮像の撮像範囲は、移動ステージの移動間隔Ｌoに対応して定まり（図１１（ｅ））、この撮像範囲で撮像することで撮像画像が取得される（図１１（ｆ））。

移動ステージが位置ずれしない場合には、複数の撮像画像の間に位置ずれが生じないため、各撮像画像をつなぎ合わせることで基板の全体の撮像画像を取得することができる。

図１２において、移動ステージが位置ずれしている場合には、マークの設定位置（図１２（ａ））と、固定カメラで撮影して検出されたマークの位置（図１２（ｂ））との間には位置ずれΔｌが検出される。この位置ずれΔｌは、例えば移動ステージの端部等の基準位置からマークまでの距離の間において発生した位置ずれ量を示している。

この位置ずれΔｌに基づいて、移動ステージの移動速度を補正すると共に、撮像範囲を補正する。撮像範囲の補正によって、各撮像動作を行うステージ位置の移動間隔をＬcに補正する（図１２（ｃ））。撮像動作は、補正した補正移動間隔Ｌcに基づいて撮像トリガを発生し（図１２（ｄ））、各撮像トリガに基づいて撮像を行う。なお、撮像トリガは、移動ステージの移動量をモニタし、この移動量が補正移動間隔Ｌcとなった時点で発生させることができる。各撮像の撮像範囲は、移動ステージの補正移動間隔Ｌcに対応して定まり（図１２（ｅ））、各撮像範囲で得られる撮像画像をつなぎ合わせることで全撮像画像が取得される（図１２（ｆ））。

本出願の発明者は、上記したように移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正することによっても移動ステージの位置ずれを十分に補正できない場合があること、およびこの要因として、補正量と移動ステージの移動分解能とのずれによって生じる補正誤差の累積があることを見出した。

移動ステージの位置補正は移動分解能を最小単位として行われる。そのため、位置ずれの補正量が移動分解能の整数倍であれば正確に補正量を補正することができるが、位置ずれの補正量が移動分解能の整数倍でない場合には各撮像範囲において補正誤差が生じ、各撮像範囲の補正誤差が全撮像範囲について累積し累積誤差が発生する。

この移動ステージの駆動機構の移動分解能を要因とする位置ずれの累積誤差は、単に移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正しても補正されない位置誤差である。

図１３，１４は、累積誤差を説明するための図であり、図１３は正の累積誤差の例を示し、図１４は負の累積誤差の例を示している。

図１３、１４において、移動ステージの位置ずれを、マークの設定位置（図１３（ａ），図１４（ａ））と、固定カメラで撮影して検出されたマークの位置（図１３（ｂ），図１４（ｂ））との間の位置ずれΔｌによって検出する。この位置ずれΔｌに基づいて、移動ステージの移動速度を補正すると共に、撮像範囲を補正する。撮像範囲の補正において、移動ステージが補正できる移動間隔の補正量は、移動ステージの移動分解能ｓの整数倍Ｎである。

計算上で得られる補正後の移動間隔をＬcに対して、実際の移動ステージの移動間隔には移動分解能に基づいてくdLの誤差が発生する。図１３（ｃ）は実際の移動ステージの補正移動間隔Ｌc^＋が計算上で得られる補正後の移動間隔をＬcよりも長い場合を示し、図１４（ｃ）は実際の移動ステージの補正移動間隔Ｌc⁻が計算上で得られる補正後の移動間隔をＬcよりも短い場合を示している。

撮像動作は、補正した補正移動間隔Ｌc^＋、Ｌc⁻に基づいて撮像トリガを発生し（図１３（ｄ），図１４（ｄ））、各撮像トリガに基づいて撮像を行う。なお、撮像トリガは、移動ステージの移動量をモニタし、この移動量が補正移動間隔Ｌc^＋、Ｌc⁻となった時点で発生させることができる。各撮像の撮像範囲は、移動ステージの補正移動間隔Ｌc^＋、Ｌc⁻に対応して定まり（図１３（ｅ），図１４（ｅ））、各撮像範囲で得られる撮像画像をつなぎ合わせることで全撮像画像が取得される（図１３（ｆ），図１４（ｆ））。

各撮像画像をつなぎ合わせて得られる全撮像画像は、各撮像画像で発生する誤差分dlが累積されてなる累積誤差を有することになり、図１３に示す場合には全撮像画像は目的とする撮像範囲よりも累積誤差だけ長くなり、図１４に示す場合には全撮像画像は目的とする撮像範囲よりも累積誤差だけ短くなる。

図１５は累積誤差を説明するための図である。図１５（ａ）は移動ステージの移動機構の累積誤差が無い場合を示し、図１５（ｂ）は正の累積誤差が発生する場合を示し、図１５（ｃ）は負の累積誤差が発生する場合を示している。

図１５（ａ）の移動ステージの移動機構の膨張量が無い場合には、各撮像トリガで撮像される撮像範囲はＬoであり、全撮像範囲はＭ・Ｌoとなる。なお、Ｍは全撮像範囲を取得するための撮像回数を表している。

図１５（ｂ）の正の累積誤差が発生する場合には、各撮像で発生する誤差分dl（＝Ｌc^＋−Ｌc）が累積して累積誤差が発生し、図１５（ｃ）の負の累積誤差が発生する場合には、各撮像で発生する誤差分dl（＝Ｌc−Ｌc⁻）が累積して累積誤差が発生する。

このように、つなぎ合わせて得られる全撮像画像と、目的とする撮像範囲との間に、累積誤差の長さのずれが生じると、この全撮像画像に基づいてピクセル位置を定めると、実際のピクセル値との間に位置ずれが生じることになり、位置ずれを有したピクセル位置に基づいて欠陥検査を行った場合には、欠陥位置に誤りが発生することになる。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、移動ステージの移動分解能に基づいて発生する撮像範囲の累積誤差を解消し、液晶アレイ検査における欠陥検出の位置精度を向上させることができる。

本発明は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線等の荷電粒子を照射して得られる二次電子等の信号に基づいて液晶基板を撮像し、前記撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置において、液晶基板を移動させる移動部の移動変動を検出し、この移動変動に基づいて移動部の移動速度と、各撮像を行う際の移動間隔とを補正すると共に、移動間隔の補正に伴う移動分解能に基づいて発生する誤差分が累積して生じる累積誤差を補正する。累積誤差の補正は、複数回行う撮像において、所定の撮像回数毎に移動部の移動分解能だけ移動間隔を補正することで行う。

移動間隔の補正は、例えば、全撮像範囲で生じる累積誤差を移動分解能で除算することによって補正回数を算出し、全撮像回数を算出した補正回数で除算することによって、移動間隔の補正を行う撮像間隔を求めることができる。

本発明は、液晶アレイ検査装置の態様、および液晶アレイ検査方法の態様とすることができる。

本発明の液晶アレイ検査装置の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に荷電粒子線を照射して得られる信号に基づいて液晶基板を撮像し、この撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置において、移動部と、撮像部と、撮像画像形成部と、変動検出部と、撮像補正部の各部を備える。荷電粒子は電子線とすることができ、この際に得られる二次電子を検出信号として検出する。

移動部は、液晶基板を移動する構成要素であり、例えば、液晶基板を載置して移動する移動ステージとすることができる。移動ステージは、ＸＹ方向の二次元方向に移動自在とするステージ機構とする他、ＸＹ方向の移動にＺ方向の移動を加えた三次元方向に移動自在とするステージ機構としてもよい。

撮像部は、液晶基板を分割して撮像する構成要素であり、移動部による液晶基板の移動に伴って、液晶基板が所定の移動間隔分の距離を移動する毎に撮像を開始する。撮像部は撮像を開始する度に、移動間隔分を撮像範囲として撮像を行い、各撮像動作において移動間隔を撮像範囲とする撮像動作を繰り返す。繰り返して行う撮像動作によって複数の分割撮像画像を取得する。

撮像画像形成部は、撮像部で取得した複数の分割撮像画像をつなぎ合わせて一つの結合撮像画像を形成する。

変動検出部は、移動部の移動変動を検出する。移動変動には、移動部の移動機構が膨張することによって生じる変動分も含まれている。

撮像補正部は、変動検出部で検出した移動部の移動変動の変動幅および変動方向に基づいて、撮像部が撮像画像を取得する際の撮像条件を補正する。

本発明の液晶アレイ検査装置に一形態において、移動部は液晶基板を載置して移動する移動ステージを有し、撮像補正部は、撮像範囲を定める移動間隔を撮像条件とし、移動部の移動変動に基づいて補正する。

撮像補正部は、移動間隔を補正する移動間隔補正部と、移動間隔補正部による移動間隔の補正誤差が累積することで生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部とを備える。

移動間隔補正部は、移動間隔を変動検出部が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正移動間隔を算出する。累積誤差補正部は、移動ステージの最小分解能の大きさを補正量とし、移動間隔補正部で算出した補正移動間隔に補正量を増減して累積誤差を補正する。

累積誤差補正部は、補正移動間隔に対する補正量の増減を所定回の撮像毎に行う。補正量の増減量および増減回数は、移動変動の変動幅および変動方向に基づいて算出する。

変動検出部の一形態は、液晶アレイ検査装置上に固定した撮影手段を備える。撮影手段は、移動ステージ上に設けたマークを撮影し、撮影画像におけるマーク画像の位置ずれに基づいて移動部の移動変動を検出する。

撮像補正部は、上記した移動間隔補正部および累積誤差補正部の他に、移動ステージの移動速度を補正する速度補正部を備えることができる。速度補正部は、変動検出部が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正速度を算出する。

本発明の液晶アレイ検査装置は、撮像補正部において累積誤差補正部を備えることを特徴とし、移動ステージの最小分解能の大きさを補正量とし、移動間隔補正部で算出した補正移動間隔に補正量を増減することによって、分割撮像する際に、移動間隔補正部が補正を行う度に発生する誤差が全撮像画像分について累積して形成される累積誤差を補正する。

次に、本発明の液晶アレイ検査方法の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に電子線等の荷電粒子を照射して得られる二次電子等の信号に基づいて液晶基板を撮像し、撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法において、移動工程と、撮像工程と、撮像画像形成工程と、変動検出工程と、撮像補正工程の各工程を備える。

移動工程は、液晶基板を移動する。撮像工程は、移動工程による液晶基板の移動に伴って液晶基板が所定の移動間隔分を移動する毎に撮像を開始する。撮像を開始する毎に、移動間隔分を撮像範囲として撮像し、一分割撮像画像を取得する。各撮像動作において移動間隔を撮像範囲とする撮像動作を繰り返すことによって、複数の分割撮像画像を取得する。

撮像画像形成工程において、撮像工程で取得した複数の分割撮像画像をつなぎ合わせて一つの結合撮像画像を形成する。

変動検出工程は、移動工程で移動する液晶基板の移動変動を検出する。

撮像補正工程は、変動検出工程で検出した移動工程における液晶基板の移動変動の変動幅および変動方向に基づいて、撮像工程が撮像画像を取得する際の撮像条件を補正する。

液晶アレイ検査方法の一形態において、移動工程は液晶基板を移動ステージ上に載置して移動し、撮像補正工程は、撮像範囲を定める移動間隔を撮像条件として撮像動作を補正する。

撮像補正工程は、移動間隔を補正する移動間隔補正工程と、移動間隔補正工程による移動間隔の補正誤差が累積することで生じる累積誤差を補正する累積誤差補正工程とを備える。

移動間隔補正工程は、移動間隔を変動検出工程が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正移動間隔を算出する。累積誤差補正工程は、移動ステージの最小分解能の大きさを補正量とし、移動間隔補正工程で算出した補正移動間隔にこの補正量を増減して累積誤差を補正する。

累積誤差補正工程は、補正移動間隔に対する補正量の増減を所定回の撮像毎に行う。補正量の増減量および増減回数は、移動変動の変動幅および変動方向に基づいて算出することができる。

変動検出工程は、液晶アレイ検査装置上に固定した撮影手段によって移動ステージ上に設けたマークを撮影し、撮影画像におけるマーク画像の位置ずれに基づいて移動工程の移動変動を検出する。

撮像補正工程は、移動間隔補正工程および累積誤差補正工程に加えて、移動ステージの移動速度を補正する速度補正工程を備えることができる。速度補正工程は、変動検出工程が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正速度を算出して速度補正を行う。

本発明によれば、移動ステージの移動分解能に基づいて発生する撮像範囲の累積誤差を解消し、液晶基板の欠陥検出の位置精度を向上させることができる。

図１は、本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。 本発明の液晶検査装置による概略処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の液晶検査装置による概略処理を説明するための動作説明図である。 正の累積誤差の補正を説明するための図である。 負の累積誤差の補正を説明するための図である。 累積誤差の第１の補正例を説明するためのフローチャートである。 累積誤差の第１の補正例を説明するための図である。 累積誤差の第２の補正例を説明するためのフローチャートである。 累積誤差の第２の補正例を説明するための図である。 本発明の液晶検査装置の信号処理部の概略構成例を説明するための図である。 移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正による位置ずれ補正を説明するための図である。 移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正による位置ずれ補正を説明するための図である。 移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正による位置ずれ補正を説明するための図である。 移動ステージの移動速度や撮像範囲を補正による位置ずれ補正を説明するための図である。 累積誤差を説明するための比較図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。

本発明の液晶検査装置の概略構成を図１の概略説明図を用いて説明し、本発明の液晶検査装置による概略処理を図２のフローチャートおよび図３の動作説明図を用いて説明する。

図１は、本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。なお、図１に示す例では、液晶基板に電子線を照射し、液晶基板から放出される二次電子を検出し、検出強度から撮像画像を取得する構成例を示している。

図１において、液晶アレイ検査装置１は、液晶基板１００を載置しＸＹ方向に搬送自在とする移動ステージ２と、移動ステージ２の上方位置に移動ステージ２から離して配置された電子銃３Ａと液晶基板１００のパネル１０１のピクセル（図示していない）から放出される二次電子を検出する検出器３Ｂとを備える。

移動ステージ２はステージ駆動制御部４によって駆動が制御され、電子銃３Ａは撮像制御部３Ｃによって電子線の照射および液晶基板１００上の走査が制御される。検出器３Ｂで検出された二次電子の検出信号は信号処理部１０で処理され、検査部２０においてピクセルの欠陥判定等の検査に用いられる。電子銃３Ａ、検出器３Ｂ、および撮像制御部３Ｃは撮像部３を構成し、液晶基板の撮像画像を取得する。

撮像制御部３Ｃ，ステージ駆動制御部４，信号処理部１０、検査部２０の各部の駆動動作は制御部９によって制御される。また、制御部９は、液晶アレイ検査装置１の全体の動作を含む制御を行う機能を有し、これらの制御を行うＣＰＵおよびＣＰＵを制御するプログラム記憶するメモリ等によって構成することができる。

移動ステージ２は、液晶基板１００を載置するとともに、ステージ駆動制御部４によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在である。また、電子銃３Ａから照射される電子線は撮像制御部３ＣによってＸ軸方向あるいはＹ軸方向に振らせることができる。ステージ駆動制御部４および撮像制御部３Ｃは単独あるいは協働動作によって、電子線を液晶基板１００上で走査し、液晶基板１００の撮像画像を取得する。固定カメラ５は移動ステージ２上に設けたマークを撮像する。

図２、３は本発明の液晶アレイ検査において、撮像画像の取得において、移動ステージの位置ずれを補正するための補正量を算出する手順を説明するためのフローチャートおよび説明図である。

補正量を算出する手順は、S1〜S4の工程によって移動ステージの位置ずれ量ΔＬを求め、S5の工程によってS1〜S4の工程で求めた位置ずれΔＬに基づいて移動ステージの移動速度を補正する補正速度を算出し、S6,S7の工程によって撮像間隔を定める移動ステージの移動間隔Ｌを補正する補正移動間隔、および累積誤差を補正する補正動作の頻度を算出する。

S6の工程において、撮像間隔を定める移動ステージの移動間隔Ｌを補正する補正移動間隔Ｌcを、S1〜S4の工程で求めた位置ずれΔＬに基づいて算出する。S7の工程において、S6の工程で算出した補正移動間隔Ｌcで移動間隔を補正した際に、移動ステージの移動分解能によって生じる累積誤差を補正するために行う補正動作の頻度を算出する。

ここで、移動ステージは、設定ステージ速度としてｖoが予め設定され、各撮像間隔を定める移動ステージの移動距離としてＬoが予め設定されているものとする。これによって、移動ステージは設定ステージ速度ｖoで移動しながら、移動ステージが移動距離Ｌoを移動する度に撮像トリガを発生し、この撮像トリガを受けて撮像動作を行って移動距離Ｌoに対応する撮像範囲の撮像画像を取得する。この移動ステージの移動、撮像トリガの発生、および撮像トリガによる撮像画像の取得を繰り返すことによって、全撮像範囲の撮像画像を取得する。

図３（ａ）は、撮像動作の概略を示す図であり、移動ステージ２を移動させながら基板１００上のパネル１０１を走査して撮像し、全撮像範囲は複数回の撮像動作によって得られる複数の撮像画像をつなぎ合わせることで取得される。

したがって、移動ステージの移動速度に変動が無く、また、移動ステージに位置ずれが無い場合には、移動ステージが移動距離Ｌo分を移動する毎に撮像トリガを発生して撮像動作を行い、各撮像動作で得られた複数の撮像画像を取得しつなぎ合わせることによって、ピクセルに位置ずれを有することなく全撮像画像を得ることができる。

一方、移動ステージの移動速度の変動や移動ステージの位置ずれ等の誤差要因がある場合には、これら誤差によって各撮像動作で得られる撮像画像に位置ずれが含まれることになる。これらの位置ずれを有する複数の撮像画像を取得しつなぎ合わせて全撮像画像を形成し、この全撮像画像に基づいてピクセル位置を特定すると、ピクセル位置に位置ずれが生じ、正確なピクセル位置を定めることができない。

そこで、移動ステージの位置ずれを検出するために、移動ステージの所定位置に位置ずれ検出用のマークを設けておき、このマークに基づいて、移動ステージの移動速度の変動や移動ステージの位置ずれを検出する。

移動ステージを例えば端部位置等の基準位置に位置決めした後、移動ステージの移動を開始する(S1)。移動ステージの移動を開始した後、移動ステージの移動量をモニタする。移動ステージの移動量は、例えば移動ステージが備えるエンコーダの出力や、移動ステージの移動機構を駆動するモータの回転量に基づいてモニタすることができる。

モニタした移動量が予め設定された移動距離Ｌaに達した時点（S2）で、固定カメラによって移動ステージ上に設けたマークを撮影する。設定移動距離Ｌaは、例えば基準位置とマークとの間の距離とすることができ、固定カメラによってマークを撮像することができる位置に設定する。移動ステージ上に設けたマークを液晶アレイ検査装置側に固定した固定カメラに撮影し(S3)、撮影画像上のマーク位置と予め設定されたマーク位置との差を求める。

図３（ａ）において、移動ステージ２に設けたマーク１０２を固定カメラ５によって撮影する。図３（ｂ）は固定カメラによる画像例を示している。画像例では、画像上のマーク位置は予め定められたマーク位置から位置ずれΔｌだけずれた位置にある。

移動ステージの移動速度や位置にずれが無い場合には、撮影画像上のマーク位置と予め設定されたマーク位置とは同一位置となる。一方、移動ステージの移動速度や位置にずれがある場合には、撮影画像上のマーク位置は予め設定されたマーク位置からずれた位置となり、そのずれ量は移動速度や位置ずれ量に依存する。

撮影画像上のマーク位置と予め設定されたマーク位置との位置ずれ量Δｌは、基準位置からの移動距離Ｌaに対する位置ずれ量であるため、撮像範囲の全体に対する位置ずれ量ΔLを算出する。この位置ずれ量ΔLは、例えば、マーク位置の位置ずれ量Δｌに（全撮像範囲の長さ／移動距離Ｌa）の比を積算することで求めることができる。

なお、全撮像範囲の長さと移動距離Ｌaとの比率が既知である場合には、マーク位置の位置ずれ量Δｌと撮像範囲の全体に対する位置ずれ量ΔLとの関係を、演算式あるはデータテーブルの形式で予め求めて記憶しておき、前記比率をパラメータとして演算あるいは読み出すことで求めることができる(S4)。

S5の速度の補正分を算出する工程において、変動速度ｖは、
ｖ＝（Ｌo＋Δｌ）／Δｔ＝ｖo＋Δｖ
の式で表される。上記式において、Ｌoは移動ステージの所定の移動距離、Δｌはマーク位置の位置ずれ量、Δｔは移動ステージが所定の移動距離Ｌoを移動するに要した時間、ｖoは設定ステージ速度、Δｖは速度変動分である。

移動ステージの速度補正は速度変動分Δｖを削減することで行うことができるため、速度補正分ｖcは、
ｖc＝−Δｖ
で表すことができる。

次に、S6の工程において、移動間隔Ｌを補正した補正移動間隔を算出する。S4の工程で算出した位置ずれ量ΔＬは撮像範囲の全体に対する位置ずれ量である。この位置ずれ量ΔＬを各撮像画像に分散させて補正するには、位置ずれ量ΔＬをＭ回で除算して各撮像において補正量ΔＬ／Ｍを算出し、各撮像の移動間隔を補正量ΔＬ／Ｍ分補正して補正移動間隔Ｌcを算出する。ここで、Ｍは複数の撮像画像の個数である。

したがって、各撮像画像の撮像範囲を取得するために、移動ステージが移動する補正移動間隔Ｌcは
Ｌc＝Ｌo＋ΔＬ／Ｍ
で表される。

ここで、ΔＬ／Ｍは各撮像範囲を補正する補正量を表している。図３（ｃ）は、設定された移動間隔Ｌoと補正移動間隔Ｌcと補正量ΔＬ／Ｍとの関係を示している。

補正移動間隔Ｌcの補正は、撮像動作を開始する撮像トリガを補正量ΔＬ／Ｍ分だけずらせることで行うことができる(S6)。

ここで、移動ステージが補正量ΔＬ／Ｍ分を正確に移動させることができる移動分解能を有している場合には、移動間隔を過不足無く補正することができる、しかしながら、移動ステージを駆動する駆動機構の移動分解能には限界があるため、補正量ΔＬ／Ｍ分が移動分解能の整数倍でない場合には、補正毎に補正誤差が発生する。

移動ステージの移動分解能をｓとしたとき、移動ステージが補正できる補正量は分解能ｓの整数倍の（ｎ・ｓ）である。そのため、移動ステージが移動する補正移動間隔の補正量ΔＬ／Ｍは、以下の式
ΔＬ／Ｍ＝ｎ・ｓ＋δ
で表される。ここで、δ（＜ｓ）は補正誤差分を表している。

したがって、各撮像範囲では、補正を行う度に最大で移動分解能ｓ未満の補正誤差が発生する。この補正誤差によって、撮像範囲の全体では最大でＭ・ｓ分に相当する累積誤差が発生する。

なお、＋方向に累積誤差と−方向の累積誤差は、一撮像範囲の半分の大きさを境にして同じ大きさとなるため、累積誤差の最大は一撮像範囲の半分の大きさである。

S6で算出した補正移動間隔を補正することによって累積誤差を解消する。この累積誤差の補正は、複数回の撮像動作において所定の撮像回数毎に、S6の工程で算出した補正移動間隔Ｌcをステージの移動分解能ｓ分だけ補正した補正移動間隔Ｌccによって撮像範囲を設定することで行う。

この補正移動間隔の補正によって、各撮像範囲を定める移動間隔は、S6で算出した補正移動間隔Ｌcと補正移動間隔Ｌccとの組み合わせとなる。補正移動間隔Ｌcと補正移動間隔Ｌccに変更する頻度は、累積誤差の大きさおよび移動分解能から算出することができる。補正移動間隔Ｌcを所定回数毎に補正移動間隔Ｌccに変更することによって、累積誤差を解消する。図３（ｄ）は補正移動間隔Ｌccの導入した状態を示している（S7）。

次に、図４，５を用いて累積誤差の補正について説明する。図４は正の累積誤差を解消させる場合を示し、図５は負の累積誤差を解消する場合を示している。

累積誤差が＋方向の正の累積誤差である場合には、全撮像範囲は累積誤差がない場合の撮像範囲よりも長くなる。この増加分を、補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌcc（＜Ｌc）とすることによって補正する。

図４（ｃ）において、所定回数の補正移動間隔Ｌcの後に補正移動間隔Ｌcc＜Ｌc）を導入し、この補正移動間隔Ｌc,Ｌccに基づいて撮像トリガを発生し（図４（ｄ））、撮像範囲について撮像を行う（図４（ｅ））。これによって、累積誤差を解消した全撮像範囲を取得する（図４（ｆ））。

累積誤差が−方向の負の累積誤差である場合には、全撮像範囲は累積誤差がない場合の撮像範囲よりも短くなる。この減少分を、補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌcc（＞Ｌc）とすることによって補正する。

図１５（ｄ）は、累積誤差を補正した場合を示している。図１５（ｄ）によれば、図１５（ｂ），（ｃ）の累積誤差が補正され、撮像画像による撮像範囲が図１５（ａ）に示す累積誤差が無い場合と同じとなることを示している。

図５（ｃ）において、所定回数の補正移動間隔Ｌcの後に補正移動間隔Ｌcc（＞Ｌc）を導入し、この補正移動間隔Ｌc,Ｌccに基づいて撮像トリガを発生し（図５（ｄ））、撮像範囲について撮像を行う（図５（ｅ））。これによって、累積誤差を解消した全撮像範囲を取得する（図５（ｆ））。

次に、累積誤差の補正例について図６，８のフローチャートおよび図７，９の説明図を用いて説明する。

累積誤差の第１の補正例について図６、７を用いて説明する。
第１の補正例では、はじめに１回の撮像において発生する補正誤差分dLを算出する。
この補正誤差分dLは、
dL＝ｎ・ｓ−ΔＬ／Ｍ
で表される。

ここで、ΔＬは撮像範囲の全体に対する位置ずれ量であり、S4の工程で示したように、位置ずれ量ΔLはマーク位置の位置ずれ量Δｌに（全撮像範囲の長さ／移動距離Ｌa）の比を積算することで求めることができる。Ｍは複数の撮像画像の個数であり、位置ずれ量ΔＬをＭで除算したΔＬ／Ｍは、一撮像当たりの補正量を表している（図７（ａ））。

この補正量ΔＬ／Ｍを移動ステージの移動分解能ｓで補正する場合、移動ステージが補正できる間隔分は、移動分解能ｓの整数ｎ倍の（ｎ・ｓ）であるため、補正誤差分dLは（ｎ・ｓ−ΔＬ／Ｍ）で表される（図７（ｂ）），(S6a)。

次に、Ｍ回の撮像を発生する累積誤差分dLLを算出する。
S6aの工程で算出した補正誤差分dLは一撮像範囲で発生する補正誤差分であるため、各撮像範囲において補正誤差分dLが発生した場合には、全撮像範囲の累積誤差分dLLは、
dLL＝（dL・Ｍ）
で表すことができる（図７(c,d)）。

次に、補正移動間隔Ｌcを補正する頻度を算出する。累積誤差分dLLの補正は、補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌccに切り替えることによって行う。ここで、補正移動間隔Ｌccへの切り替えを全移動間隔に対して均等に行う例を示し、補正移動間隔Ｌcを所定回数の毎に補正移動間隔Ｌccに切り替える。

一つの補正移動間隔Ｌccの補正は、補正移動間隔Ｌcに対して移動分解能ｓ分を増加あるいは減少させることで行う。したがって、一つの補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌccに切り替えることによって、累積誤差分dLLは移動分解能ｓ分だけ補正される。

累積誤差分dLLは、Ｍ個の補正移動間隔Ｌcのうち、dLL／ｓ（＝dL・Ｍ／ｓ）個の補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌccに切り替えることによって補正することができる。

したがって、均等間隔で補正移動間隔の切り替えを行う場合には、Ｍ／（dLL/ｓ）＝ｓ／ｄL回毎に補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌccに切り替えることによって、累積誤差dLLを補正する（図７（ｅ）），（S6c）。

累積誤差の第２の補正例について図８、９を用いて説明する。
第２の補正例では、第１の補正例と同様に、はじめに１回の撮像において発生する補正誤差分dLを算出する。

この補正誤差分dLは、
dL＝ｎ・ｓ−ΔＬ／Ｍ
で表される。

ここで、ΔＬは撮像範囲の全体に対する位置ずれ量であり、S4の工程で示したように、位置ずれ量ΔLはマーク位置の位置ずれ量Δｌに（全撮像範囲の長さ／移動距離Ｌa）の比を積算することで求めることができる。Ｍは複数の撮像画像の個数であり、位置ずれ量ΔＬをＭで除算したΔＬ／Ｍは、一撮像当たりの補正量を表している（図９（ａ））。

この補正量ΔＬ／Ｍを移動ステージの移動分解能ｓで補正する場合、移動ステージが補正できる間隔分は、移動分解能ｓの整数ｎ倍の（ｎ・ｓ）であるため、補正誤差分dlは（ｎ・ｓ−ΔＬ／Ｍ）で表される（図９（ｂ）），(S8A)。

次に、累積誤差分dLLが移動分解能ｓとなる撮像回数を算出する（S8B）。一撮像によって発生する補正誤差分はdLであるため、ｓ／dL回の撮像によって累積誤差分dLLは移動分解能ｓとなり、以下の式で表される。
累積誤差分dLL＝dL・（ｓ/dL）＝ｓ

したがって、ｓ／dL回の撮像毎に、補正移動間隔Ｌcを補正移動間隔Ｌccに切り替えることによって累積誤差を補正することができる（図９（ｃ）〜（ｅ）），（S8C）。

図１０を用いて本発明の液晶検査装置の信号処理部１０の概略構成例について説明する。
信号処理部１０は、移動ステージの移動変動を検出する変動検出部１０Ａと、変動検出部１０Ａで検出した移動ステージの移動変動に基づいて撮像部が撮像画像を取得する際の撮像条件を補正する撮像補正部１０Ｂと、複数の分割撮像画像をつなぎ合わせて一つの結合撮像画像を形成する撮像画像形成部１０Ｃとを備える。

変動検出部１０Ａは、固定カメラ５の撮影信号を取り込んで撮影画像を形成する固定カメラが形成部１０ａと、撮影画像に基づいて移動ステージ上に設けられたマークのずれ量を、移動ステージの移動変動として検出するステージマークずれ量検出部１０ｂとを備える。

撮像補正部１０Ｂは、速度補正部１０ｃと、移動間隔補正部１０ｄおよび累積誤差補正部１０ｅと、補正データ記憶部１０ｆを備え、移動ステージの速度および撮像トリガを形成する移動間隔を撮像条件とし、これら撮像条件を変動検出部１０Ａで形成したずれ量に基づいて補正する。

速度補正部１０ｃは、ずれ量に基づいて移動ステージの速度を補正する。ステージ駆動制御部４は、速度補正部１０ｃの補正速度に基づいて速度制御を行う。

移動間隔補正部１０ｄは、ずれ量に基づいて移動間隔を補正し、撮像を行う撮像トリガのタイミングを補正し、撮像範囲を補正する。撮像制御部３Ｃは、移動間隔補正部１０ｄの補正移動間隔に基づいて撮像制御を行う。

移動間隔補正部１０ｄが形成する補正移動間隔は、累積誤差補正部１０ｅによって累積誤差が補正される。移動間隔補正部１０ｄおよび累積誤差補正部１０ｅの補正処理は、補正データ記憶部１０ｆに格納されたデータを用いて行うことができる。

撮像画像形成部１０Ｃは、検出部３Ｂの検出信号を受ける検出信号取得部１０ｇおよび取得した検出信号から撮像画像を形成する撮像画像形成部１０ｈを備える。撮像画像形成部１０ｈは、撮像制御部３Ｃで形成した撮像トリガに基づいて撮像動作を行う。

本発明の算出処理は、液晶アレイ検査装置に限らず、半導体素子の基板検査に適用することができる。

１ 液晶アレイ検査装置
２ 移動ステージ
３ 撮像部
３Ａ 電子銃
３Ｂ 検出部
３Ｃ 撮像制御部
４ ステージ駆動制御部
５ 固定カメラ
６ ステージ駆動制御部
９ 制御部
１０ 信号処理部
１０Ａ 変動検出部
１０Ｂ 撮像補正部
１０Ｃ 撮像画像形成部
１０ａ 固定カメラ画像形成部
１０ｂ ステージマークずれ量検出部
１０ｃ 速度補正部
１０ｄ 移動間隔補正部
１０ｅ 累積誤差補正部
１０ｆ 補正データ記憶部
１０ｇ 検出信号取得部
１０ｈ 撮像画像形成部
２０ 検査部
１００ 液晶基板
１０１ パネル
１０２ マーク
dL 補正誤差分
dLL 累積誤差分
Ｌ 移動間隔
Ｌa 設定移動距離
Ｌc 補正移動間隔
Ｌcc 補正移動間隔
Ｌo 移動間隔
ｓ 移動分解能
ｖ 変動速度
ｖc 速度補正分
ｖo 設定ステージ速度

Claims (10)

1. 液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に荷電粒子を照射して得られる信号に基づいて液晶基板を撮像し、前記撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置であって、
   前記液晶基板を移動する移動部と、
   前記移動部による液晶基板の移動に伴って当該液晶基板が所定の移動間隔分を移動する毎に撮像を開始し、各撮像動作において当該移動間隔を撮像範囲とする撮像動作を繰り返して複数の分割撮像画像を取得する撮像部と、
   前記複数の分割撮像画像をつなぎ合わせて一つの結合撮像画像を形成する撮像画像形成部と、
   前記移動部の移動変動を検出する変動検出部と、
   前記変動検出部で検出した前記移動部の移動変動に基づいて前記撮像部が撮像画像を取得する際の撮像条件を補正する撮像補正部とを備え、
   前記撮像補正部は、前記移動変動の変動幅および変動方向に基づいて前記撮像条件を補正することを特徴とする、液晶アレイ検査装置。
2. 前記移動部は液晶基板を載置して移動する移動ステージを有し、
   前記撮像補正部は、撮像範囲を定める移動間隔を撮像条件とし、
   前記移動間隔を補正する移動間隔補正部と
   前記移動間隔補正部による移動間隔の補正誤差が累積することで生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部とを備え、
   前記移動間隔補正部は、前記移動間隔を前記変動検出部が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正移動間隔を算出し、
   前記累積誤差補正部は、前記移動ステージの最小分解能の大きさを補正量とし、前記移動間隔補正部で算出した補正移動間隔に当該補正量を増減して前記累積誤差を補正することを特徴とする請求項１に記載の液晶アレイ検査装置。
3. 前記累積誤差補正部は、補正移動間隔に対する前記補正量の増減を所定回の撮像毎に行い、当該補正量の増減量および増減回数は移動変動の変動幅および変動方向に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の液晶アレイ検査装置。
4. 前記変動検出部は、液晶アレイ検査装置上に固定した撮影手段を備え、
   前記撮影手段は、前記移動ステージ上に設けたマークを撮影し、当該撮影画像におけるマーク画像の位置ずれに基づいて移動部の移動変動を検出することを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の液晶アレイ検査装置。
5. 前記撮像補正部は、前記移動ステージの移動速度を補正する速度補正部を備え、
   当該速度補正部は、前記変動検出部が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正速度を算出することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の液晶アレイ検査装置。
6. 液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に荷電粒子を照射して得られる信号に基づいて液晶基板を撮像し、前記撮像で得られる撮像画像に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法であって、
   前記液晶基板を移動する移動工程と、
   前記移動工程による液晶基板の移動に伴って当該液晶基板が所定の移動間隔分を移動する毎に撮像を開始し、各撮像動作において当該移動間隔を撮像範囲とする撮像動作を繰り返して複数の分割撮像画像を取得する撮像工程と、
   前記複数の分割撮像画像をつなぎ合わせて一つの結合撮像画像を形成する撮像画像形成工程と、
   前記移動工程の移動変動を検出する変動検出工程と、
   前記変動検出工程で検出した前記移動工程の移動変動に基づいて前記撮像工程が撮像画像を取得する際の撮像条件を補正する撮像補正工程とを備え、
   前記撮像補正工程は、前記移動変動の変動幅および変動方向に基づいて前記撮像条件を補正することを特徴とする、液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法。
7. 前記移動工程は液晶基板を移動ステージ上に載置して移動し、
   前記撮像補正工程は、撮像範囲を定める移動間隔を撮像条件とし、
   前記移動間隔を補正する移動間隔補正工程と
   前記移動間隔補正工程による移動間隔の補正誤差が累積することで生じる累積誤差を補正する累積誤差補正工程とを備え、
   前記移動間隔補正工程は、前記移動間隔を前記変動検出工程が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正移動間隔を算出し、
   前記累積誤差補正工程は、前記移動ステージの最小分解能の大きさを補正量とし、前記移動間隔補正工程で算出した補正移動間隔に当該補正量を増減して前記累積誤差を補正することを特徴とする請求項６に記載の液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法。
8. 前記累積誤差補正工程は、補正移動間隔に対する前記補正量の増減を所定回の撮像毎に行い、当該補正量の増減量および増減回数は移動変動の変動幅および変動方向に基づいて算出することを特徴とする請求項７に記載の液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法。
9. 前記変動検出工程は、液晶アレイ検査装置上に固定した撮影手段によって前記移動ステージ上に設けたマークを撮影し、当該撮影画像におけるマーク画像の位置ずれに基づいて移動工程の移動変動を検出することを特徴とする請求項６から８の何れか一つに記載の液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法。
10. 前記撮像補正工程は、前記移動ステージの移動速度を補正する速度補正工程を備え、
    当該速度補正工程は、前記変動検出工程が検出した移動変動の変動幅および変動方向に基づいて補正速度を算出することを特徴とする請求項６から９の何れか一つに記載の液晶アレイ検査装置の撮像画像取得方法。